Konsorsium Mikroorganisme Filosfer: Tantangan Biofertilizer Masa Depan

   Beras adalah tanaman pangan yang sangat penting yang mencukupi hampir 50% kebutuhan pangan masyarakat dunia (Knief 2012). Kedudukan padi atau beras di Indonesia sangat strategis, baik ditinjau dari segi sosial, ekonomi, dan politik. Pemerintah mencanangkan program peningkatan produksi beras nasional (P2BN) dengan tujuan terjadi peningkatan produksi padi setiap tahun (Muis 2010; BPS 2010). Akan tetapi program tersebut tidak akan berjalan jika benih bermutu (asli, murni, vigor, bersih dan sehat) dan bibit yang merupakan salah satu penentu keberhasilan budidaya tanaman tidak dikelola secara maksimal. (Muis 2010).
   Saat ini peningkatan pertumbuhan tanaman padi sebagian besar melalui penambahan pupuk inorganik dan zat pengatur tumbuh (ZPT) sintetik. Serangan patogen dicegah melalui penggunaan pestisida sintetik. Selain terbentur pada masalah degradasi lahan, penggunaan pupuk inorganik juga berhadapan pada tingginya biaya produksi dan ancaman pupuk palsu. Residu pestisida sintetik juga menimbulkan permasalahan kesehatan, ekologi dan biaya produksi (Azevedo et al. 2000).

Biofertilizer dikembangkan untuk meminimalisir efek negatif sekaligus menggabungkan fungsi pupuk, ZPT dan pestisida kedalam media alami berupa semacam konsorsium mikroorganisme. Saat ini banyak formulasi bahan biofertilizer yang telah diteliti dan dikembangkan untuk mempercepat pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Sebagian besar bahan baku biofertilizer seperti PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria), mikroorganisme pelarut fosfat (PSB/Phosphate Solubilizing Bacteria) dan berbagai bakteri menguntungkan lain diekstrak dari ekosistem daerah perakaran tanaman (rizosfer).

   Habitat lain yang sangat potensial untuk diteliti sebagai sumber bahan baku biofertilizer adalah ekosistem daerah permukaan daun (filosfer). Kemampuan mikroorganisme ekosistem filosfer dalam beradaptasi terhadap kondisi lingkungan yang selalu berubah pada daun tentunya memberikan nilai tambah jika dikembangkan sebagai alternatif biofertilizer. Hasil penelitian terbaru menyatakan bahwa populasi mikroorganisme dengan berbagai bentuk asosiasinya (konsorsium) dalam ekosistem filosfer dapat memberikan keuntungan bagi tanaman melalui suplai nitrogen (terutama nitrogen), reduksi kelebihan distribusi fotosintat, penyediaan zat pengatur tumbuh alami serta perlindungan terhadap sinar UV dan serangan patogen (Amanda 2010; Bodenhausen et al. 2014). 

 

Source:http://www.howplantswork.com

   Ekosistem filosfer (phyllosphere) adalah salah satu habitat mikroorganisme yang ditemukan pada permukaan daun. Morris dan Kinkel (2002) memperkirakan luasan global ekosistem ini lebih dari 6,8 × 10⁸ km². Bakteri merupakan jenis mikroorganisme yang mengkolonisasi dedaunan dengan rata-rata sebanyak 10⁶ sampai 10⁷ sel/cm². Dengan total estimasi global sebesar 10²⁶ sel, populasi mikroorganisme filosfer tentunya memberikan kontribusi yang signifikan terhadap proses-proses pada biosfer bumi seperti halnya pada tanaman yang menjadi habitatnya (Lindow dan Brandl 2003). Konsorsium merupakan bentuk umum yang sering dijumpai dalam ekosistem mikroorganisme baik dalam area rizosfer (akar) maupun area filosfer. Keduanya menghasilkan eksudat yang dimanfaatkan oleh konsorsium mikroorganisme yang menghuninya. Sebagai bentuk mutualisme, daun dan akar mendapatkan tambahan hara, zat pengatur tumbuh, dan perlindungan terhadap patogen (Lindow dan Brandl 2003; Madhaiyan et al. 2009; Pas 2015).
   Penelitian mengenai ekosistem filosfer saat ini di Indonesia masih sangat terbatas. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa permukaan daun ditempati oleh komunitas yang terdiri dari ratusan mikroorganisme berbeda (Bodenhausen et al. 2014). Amanda et al. (2010) menemukan variabilitas struktur taksonomik yang tinggi pada ekosistem mikroorganisme filosfer. Keanekaragaman spesies tergantung pada beberapa faktor yang meliputi lingkungan, interaksi antar mikroorganisme, genotip, kondisi tumbuhan dan faktor lingkungan seperti temperatur, ketersediaan air, dan lokasi geografis (Delmotte et al. 2009; Sylla 2013).

   Bakteri yang mendominasi ekosistem mikroorganisme filosfer adalah dari golongan Proteobacteria, Actinobacteria, dan Bacteriodetes (Bodenhausen et al. 2014). Anggota komunitas mikroorganisme filosfer memiliki kemampuan yang spesifik. Strain Pseudomonas fluorescens yang hidup pada ekosistem filosfer, dilaporkan dapat mengontrol serangan penyakit yang diakibatkan oleh bakteri tular tanah (soil-borne pathogens) (Weller 1988; Wilson et al. 1991). Bakteri fiksator nitrogen antara lain Azospirillum, Seratia, Enterobacter, dan Klebsiella oxytoca (Pas 2015). Bakteri Bacillus mycoides dapat menghasulkan hormon pertumbuhan dan meningkatkan resistensi tanaman bit terhadap serangan penyakit (Fukuda et al. 1989; Bargabus et al. 2002). Phyllobacterium myrsinacearum dan methyllobacterium phyllosphaerae yang ditemukan mendominasi anggota komunitas filosfer mengonsumsi metanol yang disekresikan oleh tanaman dan memberikan fitohormon berupa auksin, sitokinin dan vitamin (Madhaiyan et al. 2009)  Pas (2015) melaporkan bahwa konsorsium mikroorganisme dari ekosistem mikroorganisme filosfer Kabupaten Sigi, Sulawesi Tengah dapat menurunkan penggunaan pupuk nitrogen sebesar 50 persen. Pati (1992) mengembangkan isolat Azotobacter chroococum dan Beijerinckia indica dari filosfer padi dan yute untuk meningkatkan pertumbuhan dan produksi padi.

   Knief (2012) melaporkan bahwa pemanfaatan konsorsium mikroorganisme filosfer terhadap tanaman padi masih belum banyak dikembangkan. Padahal, aplikasi dalam bentuk konsorsium akan meningkatkan daya adaptasi dan kompetisi mikroorganisme pada lingkungan yang berbeda-beda. Berbagai keunggulan inilah yang membuat konsorsium mikroorganisme filosfer sangat potensial untuk dikembangkan sebagai agen pemercepat pertumbuhan, pereduksi penggunaan pupuk inorganik dan pengganti pestisida dalam bentuk biofertilizer pada tanaman padi.

Source: http://www.howplantswork.com

    

 DAFTAR PUSTAKA

Amanda et al. 2010. The ecology of the phyllosphere: geographic and phylogenetic variability in the distribution of bacteria on tree leaves. Environmental Microbiology. 2(11): 2885–2893

Azevedo JL, et al. 2000. Endophytic microorganisms: a review on insect control and recent advances on tropical plants. Electronic Journal of Biotechnology. 3(1):40-65

Bargabus RL, et al. 2002. Characterization of systemic resistance in sugar beet elicited by a non-pathogenic, phyllosphere-colonizing Bacillus mycoides, biological control agent. Physiological and Molecular Plant Pathology. 61(5):289–298

Bodenhausen N, et al. 2014. A synthetic community approach reveals plant genotypes affecting the phyllosphere microbiota. PLoS Genet. 10(4): e1004283

[BPS] Badan Pusat Statistik. 2010. Statistik Indonesia 2008/2009. Jakarta (ID): Badan Pusat Statistik

Dardanelli MS, et al. 2010. Benefits of Plant Growth-Promoting Rhizobacteria and Rhizobia in Agriculture. [Editor: Maheswari KD]. Plant Growth and Health Promoting Bacteria vol 18. New York (US): Springer-Verlag Berlin Heidelberg

Delmotte N, et al. 2009. Community proteogenomics reveals insights into the physiology of phyllosphere bacteria. PNAS. 106(38): 16428–16433

Knief, et al. 2012. Metaproteogenomic analysis of microbial communities in the phyllosphere and rhizosphere of rice. [Original Article]. International Society for Microbial Ecology. 6(2012):1378–1390

Lindow SE, Brandl MT. 2003. Microbiology of Phyllosphere. Applied Environmental. Microbiology. 69(4):1875-1883

Madhaiyan M, et al. 2009. Methylobacterium phyllosphaerae sp. nov., a pink-pigmented, facultative methylotroph from the phyllosphere of rice. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 59(2009):22–27

Muis A. 2010. Pengkajian Pemetaan Kebutuhan Benih Padi, Jagung, dan Kedelai {Vub, Volume) dan Pengembangan Penangkar Benih yang Efisien {>10%) Di Sulawesi Tengah. [Laporan akhir]. Palu (ID): Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Sulawesi Tengah

Pas AA. 2015. Pemanfaatan Konsorsium Mikroorganisme Filosfer dan Rhizosfer Asal Berbagai Ekosistem Di Kabupaten Sigi Provinsi Sulawesi Tengah Untuk Meningkatkan Pertumbuhan Tanaman Padi. [Disertasi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor

Pati BR. 1992. Effect of spraying nitrogen fixing phyllospheric bacterial isolates on rice plants. Zentralbl. Mikroorganismeiol. 147(1992):441-446

Sylla J. 2013. Phyllosphere of Organically Grown Strawberries: Interactions between the Resident Microbiota, Pathogens and Introduced Microbial Agents. [Disertasi]. Alnarp (): Swedish University of Agricultural Sciences